DE4031732A1 - RADIATION-RESISTABLE, AQUEOUS BINDER DISPERSIONS - Google Patents

RADIATION-RESISTABLE, AQUEOUS BINDER DISPERSIONS

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DE4031732A1
DE4031732A1 DE19904031732 DE4031732A DE4031732A1 DE 4031732 A1 DE4031732 A1 DE 4031732A1 DE 19904031732 DE19904031732 DE 19904031732 DE 4031732 A DE4031732 A DE 4031732A DE 4031732 A1 DE4031732 A1 DE 4031732A1
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Description

Die Erfindung betrifft strahlungshärtbare, wäßrige Bindemittel­ dispersionen, enthaltendThe invention relates to radiation-curable, aqueous binders dispersions containing

  • A) 5 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (A), (B) und (C) eines in Wasser dispergierten Polyurethans, welches einen K-Wert größer 40 (gemessen in Dimethylformamid) hat oder in Dimethyl­ formamid nicht löslich ist und einen Gehalt an polymerisierbaren ethylenisch ungesättigten Gruppen von maximal 0,2 mol pro 100 g Polyurethan aufweist, undA) 5 to 95% by weight, based on the total amount of components (A), (B) and (C) a water-dispersed polyurethane which has a K value greater than 40 (measured in dimethylformamide) or in dimethyl formamide is not soluble and contains polymerizable ethylenically unsaturated groups of a maximum of 0.2 mol per 100 g Has polyurethane, and
  • B) 5 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (A), (B) und (C) eines in Wasser dispergierten Präpolymeren oder Präpolymeren­ gemischs mit einem Gehalt von 0,1 bis 1,0 mol polymerisierbarer ethylenisch ungesättigter Gruppen pro 100 g Präpolymer oder Präpolymerengemisch und einem Molekulargewicht von 300 bis 10 000, wobei der K-Wert (gemessen in Dimethylformamid) kleiner 40 ist, undB) 5 to 95% by weight, based on the total amount of components (A), (B) and (C) a water-dispersed prepolymer or prepolymer mixture containing 0.1 to 1.0 mol of polymerizable ethylenically unsaturated groups per 100 g of prepolymer or Prepolymer mixture and a molecular weight of 300 to 10,000, where the K value (measured in dimethylformamide) is less than 40, and
  • C) 0 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (A), (B) und (C), eines Schutzkolloids.C) 0 to 30% by weight, based on the total amount of components (A), (B) and (C), a protective colloid.

Strahlungshärtbare, wäßrige Bindemitteldispersionen von Polyurethanen, Polyestern, Polyethern und anderen Präpolymeren sind, z. B. aus der DE-A-28 53 921, bekannt. In der DE-A-34 37 918 sind wäßrige Polyurethan­ acrylatdispersionen beschrieben, in denen die Polyurethanacrylate eine Doppelbindungszahl von 2,5 bis 15 g Brom pro 100 g Polyurethanacrylat ( 0,016 bis 0,09 mol Brom, bzw. mol Doppelbindungen pro 100 g Poly­ urethanacrylat) aufweisen. Die mit diesen Dispersionen hergestellten Be­ schichtungen sind durch gute elastische Eigenschaften gekennzeichnet. Auf­ grund der geringen Anzahl der Doppelbindungen und der damit verbundenen geringen Vernetzungsdichte ist die Härte dieser Beschichtungen jedoch ungenügend.Radiation-curable, aqueous binder dispersions of polyurethanes, Polyesters, polyethers and other prepolymers are e.g. B. from the DE-A-28 53 921, known. DE-A-34 37 918 contains aqueous polyurethane Described acrylate dispersions in which the polyurethane acrylates Double bond number from 2.5 to 15 g bromine per 100 g polyurethane acrylate ( 0.016 to 0.09 mol of bromine or mol of double bonds per 100 g of poly have urethane acrylate). The Be produced with these dispersions Layers are characterized by good elastic properties. On due to the small number of double bonds and the associated However, the hardness of these coatings is low crosslinking density insufficient.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung waren daher wäßrige, strahlungshärtbare Bindemitteldispersionen, die Beschichtungen mit sehr guter Elastizität und großer Härte ergeben. Gleichzeitig sollen die Beschichtungen auf Substrat­ oberflächen gut haften und eine gute Lösemittel- und Chemikalienbeständig­ keit aufweisen. The object of the present invention was therefore aqueous, radiation-curable Binder dispersions, the coatings with very good elasticity and result in great hardness. At the same time, the coatings should be on substrate Adhere well to surfaces and are good solvent and chemical resistant show speed.  

Demgemäß wurden die wäßrigen, strahlungshärtbaren Bindemitteldispersionen gemäß Anspruch 1 gefunden.Accordingly, the aqueous, radiation-curable binder dispersions found according to claim 1.

Die weiteren Ausführungen betreffen die einzelnen Komponenten der Binde­ mitteldispersionen sowie ihre Verwendung zur Beschichtung von Oberflächen.The other statements concern the individual components of the bandage medium dispersions and their use for coating surfaces.

Geeignete Polyurethane (A) werden erhalten durch Umsetzung von Polyiso­ cyanaten mit Polyaminen oder Polyolen als Kettenverlängerer, gegebenen­ falls mit monofunktionellen Alkohol- oder Aminverbindungen und gegebenen­ falls mit Verbindungen mit mindestens einer ethylenisch ungesättigten Gruppe und mindestens einer gegenüber Isocyanat reaktiven Hydroxyl- oder Aminogruppe.Suitable polyurethanes (A) are obtained by reacting Polyiso cyanates with polyamines or polyols as chain extenders, given if given with monofunctional alcohol or amine compounds and if with compounds with at least one ethylenically unsaturated Group and at least one hydroxyl or isocyanate reactive Amino group.

Insbesondere werden bei der Herstellung des Polyurethans, bezogen aufIn particular, in the manufacture of the polyurethane, based on

  • a) 1 Grammäquivalent NCO eines Polyisocyanats folgende Grammäquivalentmengen von Verbindungen mit einer oder mehreren gegenüber Isocyanat reaktiven Gruppen eingesetzt:a) 1 gram equivalent of NCO of a polyisocyanate following gram equivalent sets of compounds with one or more groups reactive towards isocyanate:
  • b) 0,1-0,8 Grammäquivalente OH eines Polyols mit einem Molekulargewicht zwischen 400 und 6000 g/molb) 0.1-0.8 gram equivalents of OH of a polyol with a molecular weight between 400 and 6000 g / mol
  • c) 0-0,8 Grammäquivalente OH eines Polyols mit einem Molekulargewicht zwischen 62 und 399 g/molc) 0-0.8 gram equivalents of OH of a polyol with a molecular weight between 62 and 399 g / mol
  • d) 0-0,4 Grammäquivalente NH eines Polyamins mit mindestens zwei gegenüber Isocyanat reaktiven Aminogruppend) 0-0.4 gram equivalents of NH of a polyamine with at least two amino groups reactive towards isocyanate
  • e) 0-0,4 Grammäquivalente OH eines Aminoalkohols mit einer gegenüber Isocyanat reaktiven Aminogruppee) 0-0.4 gram equivalents of OH of an amino alcohol with one opposite Isocyanate reactive amino group
  • f) 0-0,5 bevorzugt 0,05-0,5 Grammäquivalente OH oder NH einer Ver­ bindung mit ionische Gruppen oder in Ionengruppen überführbaren Gruppen mit mindestens einer gegenüber Isocyanat reaktiven Hydroxyl- oder Aminogruppe,f) 0-0.5 preferably 0.05-0.5 gram equivalents of OH or NH of a ver bond with ionic groups or convertible into ion groups Groups with at least one isocyanate-reactive Hydroxyl or amino group,
  • g) 0-0,2 Grammäquivalente OH oder NH von monofunktionellen Amin- oder Hydroxylverbindungen und gegebenenfalls g) 0-0.2 gram equivalents of OH or NH of monofunctional amine or Hydroxyl compounds and if necessary  
  • h) soviel Grammäquivalente OH einer Verbindung mit mindestens einer ethylenisch ungesättigten Gruppe, daß im Polyurethan maximal 0,2 mol polymerisierbarer ethylenisch ungesättigter Gruppen (C=C Gruppen) pro 100 g des Polyurethans vorhanden sind,h) as many grams equivalents OH of a compound with at least one ethylenically unsaturated group that in the polyurethane a maximum of 0.2 mol polymerizable ethylenically unsaturated groups (C = C groups) are present per 100 g of the polyurethane,

wobei die Summe der Grammäquivalente der gegenüber Isocyanat reaktiven Amino- und Hydroxylgruppen im allgemeinen 0,9 bis 1,1, insbesondere 0,95 bis 1,05 beträgt.where the sum of the gram equivalents of the isocyanate reactive Amino and hydroxyl groups in general 0.9 to 1.1, in particular 0.95 is up to 1.05.

Bevorzugt beträgt der Gehalt an polymerisierbaren ethylenisch unge­ sättigten Gruppen im Polyurethan 0,01 bis 0,2, besonders bevorzugt 0,02 bis 0,08 mol pro 100 g des Polyurethans.The content of polymerizable ethylenically is preferably saturated groups in the polyurethane 0.01 to 0.2, particularly preferably 0.02 to 0.08 mol per 100 g of the polyurethane.

Das Polyurethan hat einen K-Wert (nach Fikentscher, Cellulose-Chemie 13, 58 (1932)) gemessen in Dimethylformamid bei 25°C von mehr als 40 oder ist bei 25°C in Dimethylformamid, z. B. aufgrund seines besonders hohen Molekulargewichts oder weil es sich um ein vernetztes Polyurethan handelt, unlöslich, so daß ein K-Wert nicht mehr bestimmt werden kann.The polyurethane has a K value (according to Fikentscher, Cellulose-Chemie 13, 58 (1932)) measured in dimethylformamide at 25 ° C of more than 40 or at 25 ° C in dimethylformamide, e.g. B. due to its particularly high Molecular weight or because it is a cross-linked polyurethane, insoluble, so that a K value can no longer be determined.

Zu den Aufbaukomponenten des ethylenisch ungesättigten Polyurethans ist folgendes zu bemerken:
Geeignete Polyisocyanate a) sind organische Verbindungen, die mindestens zwei freie Isocyanatgruppen aufweisen. Vorzugsweise werden Diisocyanate X(NCO)2 eingesetzt, wobei X einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 15 Kohlenwasserstoffatomen, einen aromatischen Kohlenwasser­ stoffrest mit 6 bis 15 Kohlenwasserstoffatomen oder einen araliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 7 bis 15 Kohlenstoffatomen bedeutet. Beispiele derartiger Diisocyanate sind Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiiso­ cyanat, Dodecamethylendiisocyanat, 1,4-Diisocyanato-cyclohexan, 1-Iso­ cyanato-3,5,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan, 4,4′-Diisocyanato­ dicyclohexyl-methan, 4,4′-Diisocyanato-dicyclohexylpropan-(2,2), 1,4-Di­ isocyanatobenzol, 2,4-Diisocyanato-toluol, 2,6-Diisocyanatotoluol, 4,4′-Diisocyanato-diphenylmethan, p-Xylylendiisocyanat, sowie aus diesen Verbindungen bestehende Gemische, wie besonders Gemische aus aliphatischen bzw. cycloaliphatischen und aromatischen Diisocyanaten im Molverhältnis 1 : 4 bis 5 : 1. Es ist auch möglich, die in der Polyurethanchemie an sich bekannten höherfunktionellen Polyisocyanate oder auch an sich bekannte modifizierte, beispielsweise Carbodiimidgruppen, Allophanatgruppen, Iso­ cyanuratgruppen, Urethangruppen und/oder Biuretgruppen aufweisende Poly­ isocyanate anteilig mitzuverwenden.
The following should be noted regarding the structural components of the ethylenically unsaturated polyurethane:
Suitable polyisocyanates a) are organic compounds which have at least two free isocyanate groups. Diisocyanates X (NCO) 2 are preferably used, where X is an aliphatic hydrocarbon radical with 4 to 12 carbon atoms, a cycloaliphatic hydrocarbon radical with 6 to 15 hydrocarbon atoms, an aromatic hydrocarbon radical with 6 to 15 hydrocarbon atoms or an araliphatic hydrocarbon radical with 7 to 15 carbon atoms. Examples of such diisocyanates are tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diiso cyanate, dodecamethylene diisocyanate, 1,4-diisocyanato-cyclohexane, 1-iso cyanato-3,5,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexane, 4,4'-diisocyanato dicyclohexylmethane, 4,4 ′ -Diisocyanato-dicyclohexylpropane- (2,2), 1,4-di isocyanatobenzene, 2,4-diisocyanato-toluene, 2,6-diisocyanatotoluene, 4,4'-diisocyanato-diphenylmethane, p-xylylene diisocyanate, and those consisting of these compounds Mixtures, in particular mixtures of aliphatic or cycloaliphatic and aromatic diisocyanates in a molar ratio of 1: 4 to 5: 1. It is also possible to use the higher-functionality polyisocyanates known per se in polyurethane chemistry or else modified ones known per se, for example carbodiimide groups, allophanate groups, iso cyanurate groups, urethane groups and / or biuret groups containing poly isocyanates.

Bei den Polyolen b) des Molekulargewichtsbereiches zwischen 400 und 6000 g/mol, bevorzugt 800 bis 4000 g/mol, besonders bevorzugt 1400 bis 3000 g/mol, handelt es sich um Polyesterpolyole oder Polyetherpolyole.For the polyols b) of the molecular weight range between 400 and 6000 g / mol, preferably 800 to 4000 g / mol, particularly preferably 1400 to 3000 g / mol, it is polyester polyols or polyether polyols.

Bei den Polyesterpolyolen handelt es sich insbesondere um die an sich bekannten Umsetzungsprodukte von mehrwertigen, vorzugsweise zweiwertigen und gegebenenfalls zusätzlich dreiwertigen Alkoholen mit mehrwertigen, vorzugsweise zweiwertigen Carbonsäuren. Anstelle der freien Polycarbon­ säuren können auch die entsprechenden Polycarbonsäureanhydride oder ent­ sprechende Polycarbonsäureester von niederen Alkoholen oder deren Gemische zur Herstellung der Polyesterpolyole verwendet werden. Die Polycarbon­ säuren können aliphatisch, cycloaliphatisch, aromatisch oder hetero­ cyclisch sein und gegebenenfalls, z. B. durch Halogenatome, substituiert und/oder ungesättigt sein. Als Beispiele hierfür seien genannt: Bernsteinsäure, Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Trimellithsäure, Phthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Tetrachlor­ phthalsäureanhydrid, Endomethylentetrahydrophthalsäureanhydrid, Glutar­ säureanhydrid, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, dimere Fettsäuren. Als mehrwertige Alkohole kommen z. B. Ethylenglykol, Propylen­ glykol-(1,2) und -(1,3), Butandiol-(1,4), -(1,3) und -(2,3), Buten­ diol-(1,4), Butindiol-(1,4), Pentandiol-(1,5), Hexandiol-(1,6), Octan­ diol-(1,8), Neopentylglykol, Cyclohexandimethanol (1,4-Bis-hydroxymethyl­ cyclohexan), 2-Methyl-1,3-propandiol, Pentandiol-(1,5), Glycerin, Trimethylolpropan, Hexantriol-(1,2,6), Butantriol-(1,2,4), Trimethylol­ ethan, ferner Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykol, Dipropylenglykol, Polypropylenglykol, Dibutylenglykol und Polybutylenglykole in Frage.The polyester polyols are in particular those per se known reaction products of polyvalent, preferably divalent and optionally additionally trihydric alcohols with polyhydric, preferably dibasic carboxylic acids. Instead of the free polycarbonate Acids can also be the corresponding polycarboxylic anhydrides or ent speaking polycarboxylic acid esters of lower alcohols or mixtures thereof be used to prepare the polyester polyols. The polycarbonate Acids can be aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or hetero be cyclic and optionally, e.g. B. substituted by halogen atoms and / or be unsaturated. Examples include: Succinic acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, Phthalic acid, isophthalic acid, trimellitic acid, phthalic anhydride, Tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrachlor phthalic anhydride, endomethylene tetrahydrophthalic anhydride, glutar acid anhydride, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, dimers Fatty acids. As polyhydric alcohols such. B. ethylene glycol, propylene glycol- (1,2) and - (1,3), butanediol- (1,4), - (1,3) and - (2,3), butene diol- (1,4), butynediol- (1,4), pentanediol- (1,5), hexanediol- (1,6), octane diol- (1.8), neopentyl glycol, cyclohexanedimethanol (1,4-bis-hydroxymethyl cyclohexane), 2-methyl-1,3-propanediol, pentanediol- (1,5), glycerol, Trimethylolpropane, hexanetriol- (1,2,6), butanetriol- (1,2,4), trimethylol ethane, also diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, Polyethylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, dibutylene glycol and polybutylene glycols in question.

Geeignet sind auch Polyesterpolyole auf Lacton-Basis, wobei es sich um Homo- oder Mischpolymerisate von Lactonen, bevorzugt um difunktionelle, endständige Hydroxylgruppen aufweisende Anlagerungsprodukte von Lactonen bzw. Lactongemischen, wie z. B. ε-Caprolacton, β-Propiolacton, ν-Butyrol­ acton und/oder Methyl-ε-caprolacton an geeignete difunktionelle Starter­ moleküle, z. B. die vorstehend als Aufbaukomponente für die Polyesterpoly­ ole genannten niedermolekularen, zweiwertigen Alkohole handelt. Die ent­ sprechenden Polymerisate des ε-Caprolactons sind besonders bevorzugt. Auch niedere Polyesterdiole oder Polyetherdiole können als Starter zur Her­ stellung der Lacton-Polymerisate eingesetzt sein. Anstelle der Polymeri­ sate von Lactonen können auch die entsprechenden, chemisch äquivalenten Polykondensate der den Lactonen entsprechenden Hydroxycarbonsäuren ein­ gesetzt werden. Lactone-based polyester polyols are also suitable, these being Homopolymers or copolymers of lactones, preferably difunctional, addition products of lactones with terminal hydroxyl groups or lactone mixtures, such as. B. ε-caprolactone, β-propiolactone, ν-butyrene acton and / or methyl-ε-caprolactone to suitable difunctional starters molecules, e.g. B. the above as a structural component for the polyester poly ole low molecular weight, dihydric alcohols. The ent Talking polymers of ε-caprolactone are particularly preferred. Also lower polyester diols or polyether diols can be used as starters position of the lactone polymers used. Instead of the polymer Sates of lactones can also have the corresponding, chemically equivalent Polycondensates of the hydroxycarboxylic acids corresponding to the lactones be set.  

Die - gegebenenfalls im Gemisch mit Polyesterpolyolen - einsetzbaren Poly­ etherpolyole, insbesondere -diole, sind insbesondere durch Polymerisation von Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Tetrahydrofuran, Styroloxid oder Epichlorhydrin mit sich selbst, z. B. in Gegenwart von BF3 oder durch Anlagerung dieser Verbindungen gegebenenfalls im Gemisch oder nachein­ ander, an Startkomponenten mit reaktionsfähigen Wasserstoffatomen, wie Alkohole oder Amine, z. B. Wasser, Ethylenglykol, Propylenglykol-(1,3) oder -(1,2), 4,4′-Dihydroxy-diphenylpropan, Anilin erhältlich.The - optionally mixed with polyester polyols - usable poly ether polyols, in particular diols, are in particular by polymerization of ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, tetrahydrofuran, styrene oxide or epichlorohydrin with themselves, for. B. in the presence of BF 3 or by the addition of these compounds, optionally in a mixture or one after the other, to starting components with reactive hydrogen atoms, such as alcohols or amines, for. B. water, ethylene glycol, propylene glycol (1,3) or - (1,2), 4,4'-dihydroxy-diphenylpropane, aniline available.

Als Polyole c) mit einem Molekulargewicht zwischen 62 und 399 g/mol, eignen sich z. B. die entsprechenden unter b) aufgeführten, zur Herstellung der Polyesterpolyole geeigneten Diole und Triole, sowie höher als trifunk­ tionelle Alkohole wie Pentaerythrit oder Sorbit.As polyols c) with a molecular weight between 62 and 399 g / mol, are z. B. the corresponding listed under b) for the production the polyester polyols suitable diols and triols, and higher than trifunk tional alcohols such as pentaerythritol or sorbitol.

Bei den gegebenenfalls einzusetzenden Komponenten d) handelt es sich um mindestens difunktionelle Amin-Kettenverlängerer bzw. Vernetzer des Mol­ gewichtsbereiches von 32 bis 500 g/mol, vorzugsweise von 60 bis 300 g/mol, ohne tertiäre Aminogruppen. Beispiele hierfür sind Diamine, wie Ethylen­ diamin, Hexamethylendiamin, Piperazin, 2,5-Dimethylpiperazin, 1-Amino-3- aminomethyl-3,5,5-trimethyl-cyclohexan (Isophorondiamin, IPDA), 4,4′-Di­ aminodicyclohexylmethan, 1,4-Diamino-cyclohexan, 1,2-Diamino-propan, Hydrazin, Hydrazinhydrat oder Triamine, wie Diethylentriamin. Sie können in Anteilen von 0 bis 2,0 Mol/Mol Komponente b) eingesetzt sein, insbe­ sondere zur Kettenverlängerung von isocyanatgruppenhaltigen Prepolymeren vor oder insbesondere im Falle von Triaminen nach der Dispergierung in Wasser. Die aminogruppenhaltigen Kettenverlängerer können auch in blockierter Form, z. B. in Form der entsprechenden Ketimine (vgl. z. B. die CA-PS 11 29 128), Ketazine (vgl. etwa die US-PSen 42 69 748 und 42 69 748) oder Aminsalze (s. US-PS 42 92 226) eingesetzt sein. Auch Oxazolidine, wie sie beispielsweise gemäß den US-PSen 41 92 937 und 41 92 937 verwendet wer­ den, stellen verkappte Diamine dar, die für die Herstellung der erfin­ dungsgemäßen Polyurethan-Dispersionen zur Kettenverlängerung der Iso­ cyanat-Präpolymeren eingesetzt werden können. Bei der Verwendung der­ artiger verkappter Diamine werden diese im allgemeinen mit den Isocyanat- Präpolymeren in Abwesenheit von Wasser vermischt und diese Mischung an­ schließend mit dem Dispersionswasser oder einem Teil des Dispersions­ wassers vermischt, so daß intermediär hydrolytisch die entsprechenden Diamine freigesetzt werden.The components d) which may be used are at least difunctional amine chain extenders or crosslinkers of the mol weight range from 32 to 500 g / mol, preferably from 60 to 300 g / mol, without tertiary amino groups. Examples include diamines such as ethylene diamine, hexamethylene diamine, piperazine, 2,5-dimethylpiperazine, 1-amino-3- aminomethyl-3,5,5-trimethyl-cyclohexane (isophoronediamine, IPDA), 4,4'-di aminodicyclohexylmethane, 1,4-diamino-cyclohexane, 1,2-diamino-propane, Hydrazine, hydrazine hydrate or triamines, such as diethylenetriamine. You can be used in proportions of 0 to 2.0 mol / mol component b), in particular especially for chain extension of prepolymers containing isocyanate groups before or especially in the case of triamines after the dispersion in Water. The chain extenders containing amino groups can also be in blocked form, e.g. B. in the form of the corresponding ketimines (see, for example, the CA-PS 11 29 128), Ketazine (see, for example, US Pat. Nos. 42 69 748 and 42 69 748) or amine salts (see US Pat. No. 4,292,226). Even oxazolidines, like they are used, for example, in accordance with US Patents 41 92 937 and 41 92 937 capped diamines are used in the manufacture of the inventions polyurethane dispersions according to the invention for chain extension of the iso cyanate prepolymers can be used. When using the like capped diamines, these are generally combined with the isocyanate Prepolymers mixed in the absence of water and this mixture closing with the dispersion water or part of the dispersion mixed water, so that the corresponding hydrolytically Diamines are released.

Bei den gegebenenfalls einzusetzenden Komponenten e) handelt es sich um Aminoalkohole wie Ethanolamin, Isopropanolamin, Methylethanolamin oder Aminoethoxyethanol. The components e) which may be used are Amino alcohols such as ethanolamine, isopropanolamine, methylethanolamine or Aminoethoxyethanol.  

Als Aufbaukomponenten f) werden Verbindungen eingesetzt, die mindestens eine, vorzugsweise zwei gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähige Gruppen und außerdem ionische Gruppen oder durch eine einfache Neutrali­ sations- oder Quaternierungsreaktion in ionische Gruppen überführbare potentiell ionische Gruppe aufweisen. Durch Einführung der Aufbau­ komponenten f) werden die Polyurethane selbst dispergierbar, d. h. beim Dispergieren in Wasser werden in diesem Fall keine Dispergierhilfsmittel (Schutzkolloid oder Emulgatoren) mehr benötigt. Die Einführung der kationischen und anionischen Gruppen erfolgt durch Mitverwendung von (potentielle) kationische Gruppen aufweisenden Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen Wasserstoffatomen oder (potentielle) anionische Gruppen aufweisenden Verbindungen mit gegenüber Isocyanat­ gruppen reaktionsfähigen Wasserstoffatomen. Zu dieser Gruppe von Verbin­ dungen gehören beispielsweise tertiäre Stickstoffatome aufweisende Polyether mit vorzugsweise zwei endständigen Hydroxylgruppen, wie sie beispielsweise durch Alkoxylierung von zwei an Aminstickstoff gebundene Wasserstoffatome aufweisenden Aminen, z. B. N-Methylamin, Anilin oder N,N′-Dimethylhydrazin, in an sich üblicher Weise zugänglich sind. Der­ artige Polyether weisen im allgemeinen ein zwischen 500 und 6000 g/mol liegendes Molekulargewicht auf. Vorzugsweise werden jedoch die ionischen Gruppen durch Mitverwendung von vergleichsweise niedermolekularen Ver­ bindungen mit (potentiellen) ionischen Gruppen und gegenüber Isocyanat­ gruppen reaktionsfähigen Gruppen eingeführt. Beispielsweise hierfür sind in den US-PSen 34 79 310 und 40 56 564 sowie der GB-PS 14 55 554 aufgeführt. Auch Dihydroxyphosphonate, wie das Natriumsalz des 2,3-Dihy­ droxypropan-phosphonsäure-ethylesters oder das entsprechende Natriumsalz der nichtveresterten Phosphonsäure, können als ionische Aufbaukomponente mitverwendet werden.Compounds which have at least one, preferably two groups which are reactive toward isocyanate groups and also ionic groups or by a simple neutral tion or quaternization reaction convertible into ionic groups potentially have ionic group. By introducing the structure Components f) the polyurethanes themselves become dispersible, i.e. H. at the In this case, dispersing agents in water do not become dispersing agents (Protective colloid or emulsifiers) more needed. The introduction of the cationic and anionic groups are made by using (Potential) cationic compounds with opposite Isocyanate groups reactive hydrogen atoms or (potential) Compounds containing anionic groups with isocyanate group reactive hydrogen atoms. To this group from Verbin Examples include tertiary nitrogen atoms Polyethers, preferably with two terminal hydroxyl groups, as they do for example by alkoxylation of two bound to amine nitrogen Amines containing hydrogen atoms, e.g. B. N-methylamine, aniline or N, N'-dimethylhydrazine, are accessible in a conventional manner. The Like polyethers generally have between 500 and 6000 g / mol lying molecular weight. However, the ionic ones are preferred Groups by using comparatively low molecular weight Ver bonds with (potential) ionic groups and with isocyanate groups reactive groups introduced. For example, these are in US-PS 34 79 310 and 40 56 564 and GB-PS 14 55 554 listed. Also dihydroxyphosphonates, such as the sodium salt of 2,3-dihy droxypropan-phosphonic acid ethyl ester or the corresponding sodium salt the non-esterified phosphonic acid, can be used as an ionic structural component can also be used.

Besonders bevorzugte (potentielle) ionische Aufbaukomponenten f) sind N-Alkyldialkanolamine, z. B. N-Methyldiethanolamin, N-Ethylendiethanolamin, Diaminosulfonate, wie das Na-Salz der N-(2-Aminoethyl)-2-aminoethan­ sulfonsäure, Dihydroxysulfonate, Dihydroxycarbonsäuren, wie Dimethylol­ propionsäure, Diaminocarbonsäuren bzw. -carboxylate, wie Lysin oder das Na-Salz der N-(2-Aminoethyl)-2-aminoethancarbonsäure und Diamine mit mindestens einem zusätzlichen tertiären Aminstickstoffatom, z. B. N-Methyl­ bis-(3-aminopropyl)-amin.Particularly preferred (potential) ionic components f) are N-alkyl dialkanolamines, e.g. B. N-methyldiethanolamine, N-ethylenediethanolamine, Diamino sulfonates such as the Na salt of N- (2-aminoethyl) -2-aminoethane sulfonic acid, dihydroxysulfonates, dihydroxycarboxylic acids, such as dimethylol propionic acid, diaminocarboxylic acids or carboxylates, such as lysine or that Na salt of N- (2-aminoethyl) -2-aminoethane carboxylic acid and diamines with at least one additional tertiary amine nitrogen atom, e.g. B. N-methyl bis- (3-aminopropyl) amine.

Die Überführung der gegebenenfalls zunächst in das Polyadditionsprodukt eingebauten potentiellen ionischen Gruppen zumindest teilweise in ionische Gruppen geschieht in an sich üblicher Weise durch Neutralisation der potentiellen anionischen und kationischen Gruppen oder durch Quarter­ nierung von tertiären Amin-Stickstoffatomen. The conversion of the first optionally into the polyaddition product built-in potential ionic groups at least partially in ionic Groups are done in a conventional manner by neutralizing the potential anionic and cationic groups or through quarters Nation of tertiary amine nitrogen atoms.  

Zur Neutralisation von potentiellen anionischen Gruppen, z. B. Carboxyl­ gruppen, werden anorganische und/oder organische Basen eingesetzt wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Kaliumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Ammoniak oder primäre, sekundäre und besonders tertiäre Amine, z. B. Tri­ ethylamin oder Dimethylaminopropanol.To neutralize potential anionic groups, e.g. B. carboxyl groups, inorganic and / or organic bases are used such as Sodium hydroxide, potassium hydroxide, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, Ammonia or primary, secondary and especially tertiary amines, e.g. B. Tri ethylamine or dimethylaminopropanol.

Zur Überführung der potentiellen kationischen Gruppen, z. B. der tertiären Amingruppen in die entsprechenden Kationen, z. B. Ammoniumgruppen, sind als Neutralisationsmittel anorganische oder organische Säuren, z. B. Salzsäure, Essigsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Milchsäure, Weinsäure, Oxalsäure oder Phosphorsäure oder als Quarternierungsmittel, z. B. Methylchlorid, Methyl­ jodid, Dimethylsulfat, Benzylchlorid, Chloressigsäureethylester oder Brom­ acetamid geeignet. Weitere geeignete Neutralisations- und Quarternierungs­ mittel sind z. B. in der US-PS 34 79 310, Spalte 6, beschrieben.To transfer the potential cationic groups, e.g. B. the tertiary Amine groups in the corresponding cations, e.g. B. ammonium groups are as Neutralizing agents inorganic or organic acids, e.g. B. hydrochloric acid, Acetic acid, fumaric acid, maleic acid, lactic acid, tartaric acid, oxalic acid or Phosphoric acid or as quaternizing agent, e.g. B. methyl chloride, methyl iodide, dimethyl sulfate, benzyl chloride, ethyl chloroacetate or bromine suitable for acetamide. Other suitable neutralization and quaternization means are z. B. in US-PS 34 79 310, column 6 described.

Diese Neutralisation oder Quarternisierung der potentiellen Ionengruppen kann vor, während, jedoch vorzugsweise nach der Isocyanat-Polyadditions­ reaktion erfolgen.This neutralization or quaternization of the potential ion groups can be before, during, but preferably after the isocyanate polyaddition reaction.

Die Mengen der Aufbaukomponente f), bei potentiellen ionengruppenhaltigen Komponenten unter Berücksichtigung des Neutralisations- oder Quarternie­ rungsgrades, ist geeigneterweise so zu wählen, daß die Polyurethane einen Gehalt von 0,05 bis 2 m Äqu/g Polyurethan, vorzugsweise von 0,07 bis 1,0 und besonders bevorzugt von 0,1 bis 0,7 m Äqu/g Polyurethan an ionischen Gruppen aufweisen.The amounts of the structural component f) in the case of potential ion groups Components taking into account the neutralization or quaternary degree of suitability, is suitably chosen so that the polyurethanes Content from 0.05 to 2 m eq / g polyurethane, preferably from 0.07 to 1.0 and particularly preferably from 0.1 to 0.7 mEq / g polyurethane of ionic Have groups.

Bei den gegebenenfalls mitzuverwendenden Komponenten g) handelt es sich bevorzugt um einwertige Polyetheralkohole des Molgewichtsbereiches 500 bis 10 000 g/mol, vorzugsweise von 1000 bis 5000 g/mol. Einwertige Poly­ etheralkohole sind durch Alkoxylierung von einwertigen Startermolekülen, wie beispielsweise Methanol, Ethanol oder n-Butanol erhältlich, wobei als Alkoxylierungsmittel Ethylenoxid oder Gemische von Ethylenoxid mit anderen Alkylenoxiden, besonders Propylenoxid eingesetzt werden. Im Falle der Ver­ wendung von Alkylenoxidgemischen enthalten diese jedoch vorzugsweise mindestens 40, besonders bevorzugt mindestens 65 Mol-% Ethylenoxid.The components g) which may be used are preferably monohydric polyether alcohols with a molecular weight of 500 to 10,000 g / mol, preferably from 1000 to 5000 g / mol. Monovalent poly ether alcohols are by alkoxylation of monovalent starter molecules, such as methanol, ethanol or n-butanol available, where as Alkoxylating agent ethylene oxide or mixtures of ethylene oxide with others Alkylene oxides, especially propylene oxide, can be used. In the case of ver However, the use of alkylene oxide mixtures preferably contains them at least 40, particularly preferably at least 65 mol% of ethylene oxide.

Durch die Komponente g) können in den Polyurethanen somit gegebenenfalls in end- und/oder seitenständig angeordneten Polyetherketten vorliegende Polyethylenoxidsegmente eingebaut sein, die im Polyuretan neben den ionischen Gruppen den hydrophilen Charakter beeinflussen. Component g) can thus optionally in the polyurethanes present in terminal and / or laterally arranged polyether chains Polyethylene oxide segments can be installed, which in addition to the ionic groups influence the hydrophilic character.  

Die Verbindungen der genannten Art mit innerhalb von end- und/oder seiten­ ständig angeordneten Polyetherketten vorliegenden Polyethylenoxideinheiten werden, so man von ihnen Gebrauch macht, in solchen Mengen eingesetzt, daß in den Polyurethan-Disperisonen von 0 bis 10, vorzugsweise 0 bis 5 Gew.%, innerhalb von end- und/oder seitenständig angeordneten Polyetherketten eingebauten Polyethylenoxideinheiten in den Polyurethanen vorliegen. Die Gesamtmenge der hydrophilen Struktureinheiten (ionische Gruppen und Ethylenoxideinheiten der zuletzt genannten Art) muß jedoch stets so gewählt werden, daß die Dispergierbarkeit der Polyurethane in Wasser gewährleistet ist.The connections of the type mentioned within within end and / or pages permanently arranged polyether chains present polyethylene oxide units are used in such quantities, if one makes use of them, that in the polyurethane dispersions from 0 to 10, preferably 0 to 5% by weight, within end and / or laterally arranged polyether chains built-in polyethylene oxide units are present in the polyurethanes. The Total amount of the hydrophilic structural units (ionic groups and However, ethylene oxide units of the last-mentioned type must always be so be chosen that the dispersibility of the polyurethanes in water is guaranteed.

Weitere Beispiele von bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Disper­ sionen als Komponenten a) bis e) einsetzbaren Verbindungen sind z. B. in High Polymers, Vol. XVI, "Polyurethanes, Chemistry and Technology", von Saunders-Frisch, Interscience Publishers, New York, London, Band I, 1962, Seiten 32 bis 42 und Seiten 44 bis 54 und Band II, 1964, Seiten 5 bis 6 und 198 bis 199, beschrieben.Further examples of in the manufacture of the disper according to the invention Sions usable as components a) to e) are z. B. in High Polymers, Vol. XVI, "Polyurethanes, Chemistry and Technology", by Saunders-Frisch, Interscience Publishers, New York, London, Volume I, 1962, Pages 32 to 42 and Pages 44 to 54 and Volume II, 1964, Pages 5 to 6 and 198 to 199.

Als Verbindungen mit ethylenisch ungesättigten Gruppen h) kommen z. B. Ester von Acryl- oder Methacrylsäure mit Polyolen in Frage, wobei minde­ stens eine OH-Gruppe des Polyols unverestert bleibt. Besonders geeignet sind Hydroxyalkyl(meth)acrylate HO(CH₂)nOOC(R¹) C=CH₂ (n=2 bis 8; R²=H, CH₃) und ihre Stellungsisomeren, Mono(Meth)acrylsäureester von Polyetherdiolen HO(CHR²CHR³O)mOC(R¹) C=CH₂ (R¹=H, CH₃; R²=H, CH₃, C₂H₅; m=2 bis 20), Trimethylolpropanmono- und di(meth)acrylat, Pentaerythritdi- und tri(meth)acrylat oder Reaktionsprodukte von Epoxidverbindungen mit (Meth)acrylsäure, wie sie z. B. in der US-A-3 57 221 genannt sind. Besonders geeignet für Beschichtungen mit großer Härte sind die Addukte von (Meth)-Acrylsäure mit Verbindungen der allgemeinen FormelAs compounds with ethylenically unsaturated groups h) come, for. B. esters of acrylic or methacrylic acid with polyols in question, at least one OH group of the polyol remains unesterified. Hydroxyalkyl (meth) acrylates HO (CH₂) n OOC (R¹) C = CH₂ (n = 2 to 8; R² = H, CH₃) and their positional isomers, mono (meth) acrylic acid esters of polyether diols HO (CHR²CHR³O) m OC are particularly suitable (R¹) C = CH₂ (R¹ = H, CH₃; R² = H, CH₃, C₂H₅; m = 2 to 20), trimethylolpropane mono- and di (meth) acrylate, pentaerythritol di- and tri (meth) acrylate or reaction products of epoxy compounds with (Meth) acrylic acid, as z. B. are mentioned in US-A-3 57 221. The adducts of (meth) acrylic acid with compounds of the general formula are particularly suitable for coatings with high hardness

in der Q z. B.in the Q z. B.

mit n=1-10, -O-(CH₂-)mO- mit m=1 bis 8 bedeutet oder Q für einen Restwith n = 1-10, -O- (CH₂ - ) m O- with m = 1 to 8 or Q for a radical

steht, wobei dieser Rest sich z. B. von 4,4′-Dihydroxydiphenylmethan, Bis­ phenol A, Bisphenol K oder kernsubstituierten oder hydrierten Derivaten dieser Verbindungen ableiten kann.stands, this rest z. B. of 4,4'-dihydroxydiphenylmethane, bis phenol A, bisphenol K or nucleus-substituted or hydrogenated derivatives of these connections can derive.

Verwendbar sind auch Addukte von (Meth)-Acrylsäure an epoxidierte Diole­ fine wie z. B. 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3′,4′-epoxycyclohexancarboxylat.Adducts of (meth) acrylic acid with epoxidized diols can also be used fine such as B. 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3 ', 4'-epoxycyclohexane carboxylate.

Besonders bevorzugt ist das Addukt von Acrylsäure an den Bisglycidylether von Bisphenol A.The adduct of acrylic acid with the bisglycidyl ether is particularly preferred from Bisphenol A.

Die Herstellung des Polyurethans A) kann nach üblichen Methoden, wie sie z. B. in der DE-A-34 37 918 beschrieben sind, erfolgen.The polyurethane A) can be prepared by customary methods, such as e.g. B. are described in DE-A-34 37 918 take place.

Bevorzugt wird zunächst in einem inerten, mit Wasser mischbaren Lösungs­ mittel, wie Aceton, Tetrahydrofuran, Methylethylketon oder N-Methyl­ pyrrolidon aus den Komponenten a), b), h), gegebenenfalls c), e), g), h) und f), falls f) keine Aminogruppen enthält, eine Vorstufe mit noch end­ ständigen Isocyanatgruppen hergestellt. Die Reaktionstemperatur liegt vor­ zugsweise bei 50 bis 100°C.Preference is given to an inert, water-miscible solution medium, such as acetone, tetrahydrofuran, methyl ethyl ketone or N-methyl pyrrolidone from components a), b), h), optionally c), e), g), h) and f), if f) contains no amino groups, a precursor with end permanent isocyanate groups. The reaction temperature is present preferably at 50 to 100 ° C.

Zur Beschleunigung der Reaktion der Diisocyanate können die üblichen und bekannten Katalysatoren, wie Dibutylzinndilaurat, Zinn-II-octoat oder 1,4-Diazabicyclo-(2,2,2)-octan, mitverwendet sein.To accelerate the reaction of the diisocyanates, the usual and known catalysts, such as dibutyltin dilaurate, tin II octoate or 1,4-diazabicyclo (2,2,2) octane, may also be used.

Um eine unerwünschte, vorzeitige Polymerisation der ungesättigten Gruppen zu vermeiden, werden, vorteilhaft bereits bei der Herstellung des Poly­ urethans, Polymerisationsinhibitoren zugesetzt. Hierfür sind beispiels­ weise Chinone, Phenothiazin, Phenole oder Phenolderivate, wie p-Benzo­ chinon, Hydrochinon, p-Methoxyphenol u. a. Verbindungen geeignet, wie sie z. B. beschrieben sind in "Encyclopedia of Polymer Science and Technology", Vol. 7, 1967, p. 644-664 Editors: Mark, Gaylord und Bikales, Interscience Publishers, Wiley + Sons, New York-London-Sydney. To undesired, premature polymerization of the unsaturated groups to avoid, are advantageous already in the manufacture of the poly urethane, polymerization inhibitors added. For this are examples wise quinones, phenothiazine, phenols or phenol derivatives, such as p-benzo quinone, hydroquinone, p-methoxyphenol and the like. a. Suitable connections as they are e.g. B. are described in "Encyclopedia of Polymer Science and Technology", Vol. 7, 1967, p. 644-664 Editors: Mark, Gaylord and Bikales, Interscience Publishers, Wiley + Sons, New York-London-Sydney.  

Das so erhaltene Polyurethan kann gegebenenfalls nach (weiterer) Verdünnung mit Lösungsmitteln der oben genannten Art, bevorzugt niedrigsiedenden Lösungsmitteln mit Siedepunkten unter 100°C, bei einer Temperatur zwischen 20 und 80°C mit aminofunktionellen Produkten der Komponente f) und gegebenenfalls d) weiter umgesetzt werden.The polyurethane obtained in this way can optionally be (further) Dilution with solvents of the type mentioned above, preferred low-boiling solvents with boiling points below 100 ° C, at a Temperature between 20 and 80 ° C with amino functional products from Component f) and optionally d) are further implemented.

Die Überführung potentieller Salzgruppen, z. B. Carboxylgruppen oder tertiärer Aminogruppen, welche über die Komponente f) in das Polyurethan eingeführt wurden, in die entsprechenden Ionen erfolgt durch Neutra­ lisation mit Basen oder Säuren oder durch Quarternisierung der tertiären Aminogruppen vor oder nach dem Dispergieren der Lösung in Wasser.The transfer of potential salt groups, e.g. B. carboxyl groups or tertiary amino groups, which via component f) in the polyurethane have been introduced into the corresponding ions by Neutra lization with bases or acids or by quaternization of the tertiary Amino groups before or after dispersing the solution in water.

Nachdem die Lösung in Wasser dispergiert worden ist, wird das organische Lösungsmittel abdestilliert.After the solution has been dispersed in water, the organic Distilled off solvent.

Der Gewichtsanteil des Wassers in der Dispersion wird allgemeinen so bemessen, daß wäßrige Polyurethan-Dispersionen mit 10 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise mit 20 bis 50 Gew.-% Feststoffgehalt erhalten werden.The weight fraction of water in the dispersion is generally so dimensioned that aqueous polyurethane dispersions with 10 to 60 wt .-%, are preferably obtained with a solids content of 20 to 50% by weight.

Die erfindungsgemäße strahlungshärtbare wäßrige Bindemitteldispersion ent­ hält neben der Komponenten (A) noch 5 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge von (A), (B) und (C) eines in Wasser dispergierten Präpoly­ meren oder Präpolymerengemischs (B) mit einem Gehalt von 0,1 bis 1,0 mol polymerisierbarer ethylenisch ungesättigter Gruppen pro 100 g Präpolymer oder Präpolymerengemisch und einem Molekulargewicht von 300 bis 10 000 g/mol, wobei der K-Wert (gemessen bei 25°C in Dimethylformamid kleiner 40 ist.The radiation-curable aqueous binder dispersion according to the invention ent holds in addition to component (A) 5 to 95 wt .-%, based on the Total amount of (A), (B) and (C) of a prepoly dispersed in water mer or prepolymer mixture (B) with a content of 0.1 to 1.0 mol polymerizable ethylenically unsaturated groups per 100 g prepolymer or prepolymer mixture and a molecular weight of 300 to 10,000 g / mol, the K value (measured at 25 ° C. in dimethylformamide is less than 40.

Bevorzugt enthält das Präpolymer oder Präpolymerengemisch 0,1 bis 0,5 mol polymerisierbare ethylenisch ungesättigte Gruppen.The prepolymer or prepolymer mixture preferably contains 0.1 to 0.5 mol polymerizable ethylenically unsaturated groups.

Das Molekulargewicht beträgt bevorzugt 300 bis 1000 g/mol. Der K-Wert ist bevorzugt kleiner als 30, besonders bevorzugt kleiner als 20.The molecular weight is preferably 300 to 1000 g / mol. The K value is preferably less than 30, particularly preferably less than 20.

Das Präpolymer oder Präpolymerengemisch ist als solches bei 20°C und Normaldruck in der Regel flüssig.As such, the prepolymer or prepolymer mixture is at 20 ° C and Normal pressure usually fluid.

Bei Verwendung eines Präpolymerengemischs können auch Präpolymere einge­ setzt werden, die bei 20°C und Normaldruck fest sind, solange das Prä­ polymerengemisch flüssig ist. When using a prepolymer mixture, prepolymers can also be used are set, which are fixed at 20 ° C and normal pressure, as long as the pre polymer mixture is liquid.  

Bei Verwendung von flüssigen und festen Präpolymeren ist es nicht unbedingt notwendig, zunächst ein flüssiges Präpolymerengemisch herzustellen. Die einzelnen Präpolymeren können getrennt in Wasser dispergiert werden. Von Bedeutung ist lediglich, daß die Präpolymeren im Gemisch eine flüssige Phase ergeben und so gegenüber den nicht fließfähigen Polyurethanteilchen (A) beweglich sind. Dadurch wird erheblich zur Filmbildung und Ausbildung eines besseren Verbunds beigetragen.It is not when using liquid and solid prepolymers absolutely necessary, first a liquid prepolymer mixture to manufacture. The individual prepolymers can be separated in water be dispersed. It is only important that the prepolymers in Mix result in a liquid phase and so compared to not flowable polyurethane particles (A) are movable. This will significantly for film formation and formation of a better association contributed.

Bei den Präpolymeren kann es sich um Polyester, Polyether, Polyepoxide, Polyurethane oder radikalisch polymerisierte Polymere oder Copolymere handeln, welche durch Umsetzung mit Verbindungen wie Acrylsäure oder Meth­ acrylsäure polymerisierbare Kohlenstoffdoppelbindungen enthalten.The prepolymers can be polyesters, polyethers, polyepoxides, Polyurethanes or radically polymerized polymers or copolymers act which by reaction with compounds such as acrylic acid or meth contain acrylic acid polymerizable carbon double bonds.

Folgende Präpolymere sind bevorzugt:The following prepolymers are preferred:

  • 1. Bei den Polyestern handelt es sich bevorzugt um Polyester mit einer Säurezahl von höchstens 10, die aus (cyclo)aliphatischen C5 bis C12 bzw. C2- bis C12- und/oder aromatischen C5-C14-Dicarbonsäuren, wie Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure bzw. deren Derivate, und vorzugsweise 2- bis 5wertigen C2-C10-Alko­ holen, wie Ethylenglykol, Polyethylenglykole, Propylenglykol, Poly­ propylenglykole, Butandiol, Hexandiol, Neopentylglykol, Hydroxy­ pivalinsäureneopentylglykolester, Trimethylolpropan, Glycerin, Penta­ erythrit sowie α,β-ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäuren, beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Zimtsäure und/oder Dicarbonsäurehalbester von Monoalkoholen, wie Malein-, Fumar- und Itaconsäurehalbester mit C1- bis C4-Monoalkoholen, wobei Acrylsäure und Methacrylsäure bevorzugt sind, nach den üblichen Verfahren hergestellt werden können.1. The polyesters are preferably polyesters with an acid number of at most 10 which are composed of (cyclo) aliphatic C 5 to C 12 or C 2 to C 12 and / or aromatic C 5 -C 14 dicarboxylic acids, such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid or their derivatives, and preferably 2- to 5-valent C 2 -C 10 -alkylene fetch, such as , propylene glycol, propylene glycols, poly polyethylene glycols, butanediol, hexanediol, neopentyl glycol, hydroxy pivalinsäureneopentylglykolester, trimethylolpropane, glycerin, penta erythritol and α, β-ethylenically unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid and / or dicarboxylic acid half of monoalcohols such as maleic , Fumaric and itaconic acid semiesters with C 1 to C 4 monoalcohols, acrylic acid and M ethacrylic acid are preferred, can be prepared by the usual methods.
  • 2. Bei den Polyethern handelt es sich bevorzugt um aliphatische Poly­ ether, welche durch Umsetzung von zwei- oder mehrwertigen, insbe­ sondere zwei- bis dreiwertigen C2- bis C10-Alkoholen mit Epoxiden z. B. Ethylenoxid oder Propylenoxid und ethylenisch ungesättigten Alkoholen, z. B. Allylalkohol, Methallylalkohol, Crotylalkohol, Hydroxygruppen enthaltenden (Meth-)acrylsäureestern oder bevorzugt ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäuren, z. B. Acrylsäure oder Methacrylsäure erhalten werden. 2. The polyethers are preferably aliphatic polyethers, which by reacting di- or polyhydric, in particular special di- to trihydric C 2 - to C 10 -alcohols with epoxides, for. B. ethylene oxide or propylene oxide and ethylenically unsaturated alcohols, for. B. allyl alcohol, methallyl alcohol, crotyl alcohol, hydroxyl-containing (meth) acrylic acid esters or preferably ethylenically unsaturated monocarboxylic acids, for. B. acrylic acid or methacrylic acid can be obtained.
  • 3. Bei den Polyepoxiden handelt es sich bevorzugt um Polyepoxide mit durchschnittlich 2 bis 4, insbesondere 2 Epoxidgruppen pro Molekül, beispielsweise Polyglycidylether mehrwertiger Alkohole, wie sie auch unter 1) genannt sind, Polyglycidylether mehrwertiger Phenole, wie Bisphenol A, Novolake, Glycidylester mehrwertiger Carbonsäuren, wie sie auch unter 1) genannt sind, andere Glycidylverbindungen, bei­ spielsweise Triglycidylisocyanurat, welche mit ethylenisch un­ gesättigten Carbonsäuren wie sie auch unter 1) genannt sind insbe­ sondere Acrylsäure und Methacrylsäure, umgesetzt sind.3. The polyepoxides are preferably polyepoxides with an average of 2 to 4, especially 2 epoxy groups per molecule, for example polyglycidyl ethers of polyhydric alcohols, as they are are mentioned under 1), polyglycidyl ethers of polyhydric phenols, such as Bisphenol A, novolaks, glycidyl esters of polyvalent carboxylic acids, such as they are also mentioned under 1), other glycidyl compounds for example triglycidyl isocyanurate, which with ethylenically un saturated carboxylic acids as they are also mentioned under 1) special acrylic acid and methacrylic acid are implemented.
  • 4. Bei den Polyurethanen handelt es sich bevorzugt um ein gegebenenfalls Harnstoffgruppen enthaltendes Polyurethan, das aus C2- bis C10-ali­ phatischen und/oder C5- bis C20 aromatischen Polyisocyanaten, be­ vorzugt Diisocyanate beispielsweise Tetramethylendiisocyanat, Hexa­ methylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat, Toluylendiisocyanat, Naphthylendiisocyanat, 4,4′-Diphenylether­ diisocyanat, gegebenenfalls daraus hervorgehenden Di- oder Trimeren z. B. deren Isocyanurate, Biurete, Allophanate, sowie deren Umsetzungs­ produkte, und wasserstoffaktiven Verbindungen, wie z. B. mehrwertigen Alkoholen, die unter 1) genannt sind, polyfunktionellen Aminen und/oder Aminoalkoholen, sowie hydroxylgruppenhaltigen C1- bis C12-Alkyl(meth-)acrylaten, wie Hydroxyethyl(meth-)acrylat Hydroxypropyl(meth-)acrylat und/oder Butandiolmono(meth-)acrylat, hergestellt werden kann. Die Summe der Grammäquivalente der gegenüber Isocyanat reaktiven Hydroxyl-und Aminogruppen beträgt, bezogen auf 1 Grammäquivalent Isocyanat, bevorzugt 0,95 bis 1,05.4. The polyurethanes are preferably a polyurethane which may contain urea groups and which is composed of C 2 -C 10 -alphatic and / or C 5 -C 20 aromatic polyisocyanates, preferably diisocyanates, for example tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, Diphenylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, naphthylene diisocyanate, 4,4'-diphenyl ether diisocyanate, optionally resulting di- or trimers z. B. their isocyanurates, biurets, allophanates, and their reaction products, and hydrogen-active compounds, such as. B. polyhydric alcohols mentioned under 1), polyfunctional amines and / or amino alcohols, and hydroxyl-containing C 1 - to C 12 -alkyl (meth) acrylates, such as hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate and / or butanediol mono (meth) acrylate. The sum of the gram equivalents of the hydroxyl and amino groups reactive towards isocyanate, based on 1 gram equivalent of isocyanate, is preferably 0.95 to 1.05.
  • 5. Bei den radikalisch polymerisierten Polymeren oder Copolymeren handelt es sich bevorzugt Copolymere von Styrol, und/oder Acrylestern z. B. C1-C12-Alkyl(meth-)acrylaten, mit geringen Mengen funktionalisierten Monomeren, z. B. C1-C8-Hydroxyalkyl(meth-)acrylaten oder Glycidyl­ (meth)acrylat, (Meth)acrylsäure, Maleinsäureanhydrid, Isocyanato­ ethylacrylat, welche mit ethylenisch ungesättigten Verbindungen wie sie z. B. unter 1) oder voranstehend genannt sind, insbesondere aber Acrylsäure und Methacrylsäure, umgesetzt werden, und so einen Gehalt an polymerisierbaren Kohlenstoffdoppelbindungen aufweisen.5. The radically polymerized polymers or copolymers are preferably copolymers of styrene, and / or acrylic esters, for. B. C 1 -C 12 alkyl (meth) acrylates, with small amounts of functionalized monomers, for. B. C 1 -C 8 hydroxyalkyl (meth) acrylates or glycidyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, maleic anhydride, isocyanato ethyl acrylate, which with ethylenically unsaturated compounds such as. B. under 1) or mentioned above, but in particular acrylic acid and methacrylic acid, are implemented, and thus have a content of polymerizable carbon double bonds.

Besonders bevorzugt sind Polyester, Polyether und Polyepoxide. Die Präpolymeren können auch aminmodifiziert sein, z. B. durch Anlagerung von primären oder sekundären Aminen an Doppelbindungen (Michael-Addition). Die Komponente (B) kann zunächst in einem organischen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch, z. B. den bei der Herstellung der Komponenten (B) verwendeten Lösungsmitteln gelöst vorliegen. Geeignete organische Lösungs­ mittel sind z. B. Tetrahydrofuran, Dioxan, Aceton, Methylethylketon, Pro­ panole, Butanole, Ethylacetat, Butylacetat, Methylenchlorid, Xylole oder Toluol; bevorzugt sind Methylethylketon, Tetrahydrofuran, Isopropanol und Isobutanol. Die Lösung der Komponente (B) wird dann in Wasser dispergiert und die organischen Lösungsmittel abdestilliert. Komponente (B) kann auch direkt in Wasser dispergiert werden.Polyesters, polyethers and polyepoxides are particularly preferred. The Prepolymers can also be amine modified, e.g. B. by the addition of primary or secondary amines on double bonds (Michael addition). Component (B) can first be in an organic solvent or  Solvent mixture, e.g. B. in the manufacture of components (B) used solvents are present in solution. Suitable organic solution means are z. B. tetrahydrofuran, dioxane, acetone, methyl ethyl ketone, pro Panols, butanols, ethyl acetate, butyl acetate, methylene chloride, xylenes or Toluene; methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, isopropanol and Isobutanol. The solution of component (B) is then dispersed in water and distilled off the organic solvents. Component (B) can also be dispersed directly in water.

Im allgemeinen beträgt der Feststoffgehalt solcher wäßriger Dispersionen der Komponenten (B) 20 bis 80 Gew.-%.In general, the solids content of such aqueous dispersions is of components (B) 20 to 80 wt .-%.

Die Komponente (B) kann selbstdispergierbar sein, so daß kein Dispergier­ hilfsmittel (Schutzkolloid oder Emulgator) benötigt wird. Bevorzugt ist sie nicht selbst dispergierbar und wird mit Hilfe eines Schutzkolloids dispergiert. Dem Wasser wird daher bereits vor dem Dispergieren der Komponenten (B) bzw. der organischen Lösung der Komponenten (B) ein Schutzkolloid zugesetzt.Component (B) can be self-dispersible so that no dispersing auxiliary (protective colloid or emulsifier) is required. Is preferred it is not self-dispersible and is made with the help of a protective colloid dispersed. The water is therefore already before the dispersing Components (B) or the organic solution of components (B) Protective colloid added.

Das Schutzkolloid wird in diesem Fall im allgemeinen in Mengen von 0,1 bis 30, vorzugsweise 3 bis 12 Gew.-%, bezogen auf (B), eingesetzt. Es handelt sich dabei vorzugsweise um wasserlösliche hochmolekulare organische Verbindungen mit polaren Gruppen, wie z. B. Polyvinylpyrrolidon, Copolymerisate aus Vinylpropionat bzw. -acetat und Vinylpyrrolidon, teilverseifte Copolymerisate aus Acrylester und Acrylnitril, Polyvinylalkohole mit unterschiedlichem Restacetatgehalt, Cellulosether, Gelatine oder Mischungen dieser Stoffe. Besonders bevorzugte Schutzkolloide sind Polyvinylalkohol mit einem Restacetatgehalt von unter 35, insbesondere 5 bis 30 mol-% und/oder ein Vinylpyrrolidon-/Vinyl­ propionat-Copolymeres mit einem Vinylestergehalt von unter 35, insbe­ sondere 5 bis 30 Gew.-%.The protective colloid is in this case generally in amounts from 0.1 to 30, preferably 3 to 12 wt .-%, based on (B). It deals are preferably water-soluble high-molecular organic Connections with polar groups, such as. B. polyvinyl pyrrolidone, Copolymers of vinyl propionate or acetate and vinyl pyrrolidone, partially saponified copolymers of acrylic ester and acrylonitrile, Polyvinyl alcohols with different residual acetate content, cellulose ether, Gelatin or mixtures of these substances. Particularly preferred Protective colloids are polyvinyl alcohol with a residual acetate content of less than 35, in particular 5 to 30 mol% and / or a vinyl pyrrolidone / vinyl propionate copolymer with a vinyl ester content of less than 35, esp special 5 to 30 wt .-%.

Außerdem können nichtionische, in besonderen Fällen auch ionische Emulga­ toren verwendet werden. Bevorzugte Emulgatoren sind längerkettige Alkohole oder Phenole unterschiedlichen Eth- und/oder Propoxylierungsgrades (Addukte von 4-50 mol Ethylenoxid und/oder Propylenoxid). Besonders vor­ teilhaft sind Kombinationen der oben genannten Schutzkolloide mit der­ artigen Emulgatoren, da mit ihnen feinteiligere Dispersionen erhalten werden.In addition, nonionic, in special cases also ionic emulsions gates can be used. Preferred emulsifiers are longer chain alcohols or phenols of different degrees of eth and / or propoxylation (Adducts of 4-50 mol ethylene oxide and / or propylene oxide). Especially before combinations of the above-mentioned protective colloids with the like emulsifiers, because they give finer dispersions will.

Die erfindungsgemäße Bindemitteldispersion enthält als Komponente (C) 0 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge von (A), (B) und (C) eines voranstehend genannten Schutzkolloids. The binder dispersion according to the invention contains as component (C) 0 to 30% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight, particularly preferably 0.5 to 10 wt .-%, based on the total amount of (A), (B) and (C) one protective colloids mentioned above.  

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen strahlungshärtbaren Bindemittel­ dispersionen können die wäßrigen Dispersionen der Komponenten (A) und (B) gemischt werden.For the production of the radiation-curable binders according to the invention dispersions, the aqueous dispersions of components (A) and (B) be mixed.

Bevorzugt wird eine wäßrige Dispersion eines selbst dispergierbaren Polyurethans (A) mit der wäßrigen Dispersion eines Präpolymeren (B), welches mit Hilfe eines Schutzkolloids dispergiert ist, gemischt.An aqueous dispersion of a self-dispersible is preferred Polyurethane (A) with the aqueous dispersion of a prepolymer (B), which is dispersed with the help of a protective colloid.

Bevorzugt enthält die erfindungsgemäße Bindemitteldispersion 19,9 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 40 bis 79,5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamt­ menge von (A), (B), und (C) der Komponenten (A).The binder dispersion according to the invention preferably contains 19.9 to 80 wt .-%, particularly preferably 40 to 79.5 wt .-%, based on the total amount of (A), (B), and (C) of components (A).

Der Gewichtsanteil der Komponenten (B) beträgt dementsprechend bevorzugt 19,9 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 bis 59,5 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge von (A), (B) und (C).The proportion by weight of components (B) is accordingly preferred 19.9 to 80 wt .-%, particularly preferably 20 to 59.5 wt .-% based on the Total amount of (A), (B) and (C).

Der Feststoffgehalt der erfindungsgemäßen Bindemitteldispersion kann ent­ sprechend der gewünschten Viskosität eingestellt werden. Im allgemeinen liegt der Feststoffgehalt zwischen 20 und 80, insbesondere zwischen 20 und 70 Gew.-%.The solids content of the binder dispersion of the invention can ent can be set according to the desired viscosity. In general the solids content is between 20 and 80, in particular between 20 and 70% by weight.

Die erfindungsgemäßen Dispersionen können weitere Zusätze, z. B. Pigmente, Farbstoffe, Füllstoffe und in der Lacktechnologie übliche Hilfsmittel enthalten.The dispersions according to the invention can contain further additives, e.g. B. pigments, Dyes, fillers and auxiliaries common in coating technology contain.

Zur Strahlungshärtung durch UV-Licht werden den Dispersionen Photoinitiatoren zugesetzt.The dispersions are used for radiation curing by UV light Photoinitiators added.

Als Photoinitiatoren in Betracht kommen z. B. Benzophenon, Alkylbenzo­ phenone, halogenmethylierte Benzophenone, Michlers Keton, Anthron und halogenierte Benzophenone. Ferner eignen sich Benzoin und seine Derivate. Ebenfalls wirksame Photoinitiatoren sind Anthrachinon und zahlreiche seiner Derivate, beispielsweise β-Methylanthrachinon, tert.-Butylanthra­ chinon und Anthrachinoncarbonsäureester und Acylphoshinoxide, z. B. Lucirin® TPO. Die Photoinitiatoren können auch an das Polymergerüst gebunden sein, z. B. durch Copolymerisation von mit Methacrylatgruppen funktionalisierten Photoinitiatoren.Suitable photoinitiators are, for. B. benzophenone, alkylbenzo phenones, halogen methylated benzophenones, Michler 's ketone, anthrone and halogenated benzophenones. Benzoin and its derivatives are also suitable. Also effective photoinitiators are anthraquinone and numerous of its derivatives, for example β-methylanthraquinone, tert-butylanthra quinone and anthraquinone carboxylic acid esters and acylphoshin oxides, e.g. B. Lucirin® TPO. The photoinitiators can also be attached to the polymer backbone be bound, e.g. B. by copolymerization of with methacrylate groups functionalized photoinitiators.

Die Photoinitiatoren, die je nach Verwendungszweck der erfindungsgemäßen Massen in Mengen zwischen 0,1 und 20 Gew.%, vorzugsweise, 0,1 bis 5 Gew.%, bezogen auf die polymerisierbaren Komponenten, eingesetzt werden, können als einzelne Substanz oder, wegen häufiger vorteilhafter synergitischer Effekte, auch in Kombination miteinander verwendet werden. The photoinitiators, depending on the intended use of the invention Masses in amounts between 0.1 and 20% by weight, preferably 0.1 to 5% by weight, based on the polymerizable components, can be used as a single substance or, because of the more advantageous synergistic Effects can also be used in combination.  

Vorteilhafte Zusätze, die zu einer weiteren Steigerung der Reaktivität führen können, sind bestimmte tert. Amine wie z. B. Triethylamin und Tri­ ethanolamin. Auch sie können in Mengen bis zu 5 Gew.%, bezogen auf die polymerisierbaren Komponenten, eingesetzt werden.Advantageous additives that further increase the reactivity can lead to certain tert. Amines such as B. triethylamine and tri ethanolamine. They too can be used in amounts of up to 5% by weight, based on the polymerizable components can be used.

Zu erwähnen ist abschließend noch, daß die erfindungsgemäßen Dispersionen auch thermisch vernetzt werden können. Hierbei ist der Zusatz von Initia­ toren, die bei erhöhten Temperaturen Radikale bilden notwendig. Verwendbar sind z. B. Dibenzoylperoxid, Cumolhydroperoxid oder Azodiisobuttersäure­ dinitril. Weitere Beispiele für geeignete Initiatoren sind in "Polymer Handbook", 2. Ausgabe, Wiley & Sons, New York beschrieben.Finally, it should also be mentioned that the dispersions according to the invention can also be thermally cross-linked. Here is the addition of Initia gates that form radicals at elevated temperatures are necessary. Usable are z. B. dibenzoyl peroxide, cumene hydroperoxide or azodiisobutyric acid dinitrile. Further examples of suitable initiators are in "Polymer Handbook ", 2nd edition, Wiley & Sons, New York.

Die erfindungsgemäßen Dispersionen können für die Herstellung von Beschichtungen verwendet werden.The dispersions of the invention can be used for the production of Coatings are used.

Sie können z. B. durch Spritzen, Gießen, Drucken oder Rakeln auf Substrate wie Metall, Kunststoff, Glas, Holz, Papier, Pappe, Leder oder Textil auf­ gebracht werden.You can e.g. B. by spraying, pouring, printing or knife coating on substrates such as metal, plastic, glass, wood, paper, cardboard, leather or textile to be brought.

Bei der Strahlungshärtung werden die Überzüge im allgemeinen bis zu 30 min bei Temperaturen bis 100°C vorgeheizt und anschließend kurzzeitig einer UV- oder energiereichen Elektronenstrahlung ausgesetzt. Hierzu werden die üblicherweise für die Härtung von Überzügen eingesetzten UV- bzw. Elek­ tronenstrahlungsquellen verwendet. Um die Vorheizzeiten möglichst gering zu halten, sind aus Viskositätsgründen relativ niedermolekulare Prä­ polymere bevorzugt.In radiation curing, the coatings are generally up to 30 minutes Preheated at temperatures up to 100 ° C and then briefly one Exposed to UV or high energy electron beams. For this, the UV or electr. usually used for the hardening of coatings Tron radiation sources used. To keep the preheating times as short as possible to keep are relatively low molecular weight for viscosity reasons polymers preferred.

Bei porösen Substraten, wie beispielsweise Leder, Papier, Holz, sind nur sehr kurze Vorheizzeiten erforderlich, da die Hauptmenge des Wassers vom Untergrund aufgenommen wird; bisweilen kann auf ein Vorheizen ganz ver­ zichtet werden.For porous substrates, such as leather, paper, wood, are only very short preheating times required, since the bulk of the water from Underground is recorded; sometimes preheating can to be waived.

Die Beschichtungen weisen gleichzeitig bei sehr guten elastischen Eigen­ schaften eine große Härte auf.The coatings also have very good elastic properties create a great hardness.

Auch die Haftung der Beschichtungen und Chemikalienbeständigkeit ist sehr gut. The adhesion of the coatings and chemical resistance is also very high Good.  

Beispiel 1example 1 Polyurethandispersion a1)Polyurethane dispersion a 1 )

200 Gew.-Teile eines Polyesters aus Adipinsäure, Isophthalsäure (Molverhältnis 1 : 1) und 1,6 Hexandiol (OH = Zahl 112), 43 Gew.-Teile 1,4-Butandiol, 60 Gew.-Teile Bisphenol-A-diglycidetheracrylat (Addukt von 2 mol Acrylsäure an Bisphenol-A-diglycidether, 53 Teile Dimethylolpropionsäure und 100 Teile N-Methylpyrrolidon wurden bei 70°C im Vakuum entwässert und mit 322 Gew.-Teile Isophorondiisocyanat bei 90°C bis zu einem NCO-Gehalt von 2,75 Gew.-% umgesetzt. Nach Verdünnen mit 800 Gew.-Teilen Aceton wurden 32 Gew.-Teile Dimethylethanolamin zugesetzt und die Lösung in 1500 Gew.-Teilen Wasser innerhalb von 10 min dispergiert. Nach 5 min wurden 21 teile Isophorondiamin und 9 Gew.-Teile Diethylentriamin in 140 Gew.-Teile Wasser zugegeben. Aceton wurde abdestilliert. Ein Teil der Dispersion wurde bei Raumtemperatur getrocknet, wobei ein Film entstand, der in Dimethylformamid unlöslich war.200 parts by weight of a polyester made from adipic acid, isophthalic acid (Molar ratio 1: 1) and 1.6 hexanediol (OH = number 112), 43 parts by weight 1,4-butanediol, 60 parts by weight of bisphenol A diglycidyl ether acrylate (adduct of 2 mol of acrylic acid on bisphenol A diglycidether, 53 parts Dimethylolpropionic acid and 100 parts of N-methylpyrrolidone were added Dewatered at 70 ° C. in vacuo and with 322 parts by weight of isophorone diisocyanate implemented at 90 ° C up to an NCO content of 2.75 wt .-%. To Diluted with 800 parts by weight of acetone gave 32 parts by weight Dimethylethanolamine added and the solution in 1500 parts by weight Water dispersed within 10 minutes. After 5 minutes, 21 parts were added Isophoronediamine and 9 parts by weight of diethylene triamine in 140 parts by weight Water added. Acetone was distilled off. Part of the dispersion was dried at room temperature, whereby a film was formed which in Dimethylformamide was insoluble.

Präpolymerdispersion b)Prepolymer dispersion b)

18 Gew.-% Bisphenol-A-diglycidetheracrylat
27 Gew.-% eines alkoxylierten Trimethylolpropanacrylats (MG: 500 g/mol; 100 Pa · s bei 23°C, Laromer® LR8748 BASF AG)
 5 Gew.-% Polymerisat aus N-Vinylpyrrolidon und Vinylpropionat im Gewichtsverhältnis 66 : 34.
50 Gew.-% Wasser
18 wt% bisphenol A diglycidyl ether acrylate
27% by weight of an alkoxylated trimethylolpropane acrylate (MW: 500 g / mol; 100 Pa · s at 23 ° C, Laromer® LR8748 BASF AG)
5 wt .-% polymer of N-vinylpyrrolidone and vinyl propionate in a weight ratio of 66:34.
50% by weight water

117 g der Polyurethandispersion wurden mit 30 g der Präpolymerdispersionen gemischt, 2 g eines Photoinitiators Benzophenon/1-Hydroxycyclohexyl­ phenylketon (Irgacure® 500, der Ciba-Geigy AG, zugesetzt und der Fest­ stoffgehalt der Dispersion mit Wasser auf 30 Gew.-% eingestellt. Das Gewichtsverhältnis Polyurethan/Präpolymer betrug 70 : 30.117 g of the polyurethane dispersion were mixed with 30 g of the prepolymer dispersions mixed, 2 g of a photoinitiator benzophenone / 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (Irgacure® 500, from Ciba-Geigy AG, added and the solid Content of the dispersion adjusted to 30 wt .-% with water. The Weight ratio polyurethane / prepolymer was 70:30.

Die Dispersion wurde auf halbmattem Kunstdruckpapier (KD-Papier) aufgetragen, bei 40°C 20 min getrocknet und unter einer Quecksilberhochdrucklampe (120 Watt/cm) im Abstand von 10 cm auf einem Band vorbeigeführt. Eine 8-µm-Schicht konnte bei einer Bandgeschwindigkeit größer 78 m/min gegenüber einem Fingernagel kratzfest gehärtet werden. The dispersion was made on semi-matt art paper (KD paper) applied, dried at 40 ° C for 20 min and under one High pressure mercury lamp (120 watt / cm) at a distance of 10 cm on one Band passed. An 8 µm layer could run at a belt speed greater than 78 m / min can be hardened scratch-resistant compared to a fingernail.  

Eine 40-µm-Schicht auf Glas hatte nach 2-maligem Belichten mit einer Band­ geschwindigkeit von 10 m/min einen Pendeldämpfungswert (DIN 53 157) von 115 s. Die Erichsentiefung (DIN 53 156) einer 20 µm dicken bei einer 2 mal mit einer Bandgeschwindigkeit von 10 m/min gehärteten Schicht auf Bonder­ blech 132 betrug 9,8 mm. Die Haftung dieser Schicht mit und ohne Gitter­ schnitt, die Chemikalienbeständigkeit (DIN 68 860 B), Glätte und Schleifbarkeit waren sehr gut.A 40 µm layer on glass had after 2 times exposure with a tape speed of 10 m / min an oscillation damping value (DIN 53 157) of 115 s. The Erichsen indentation (DIN 53 156) of a 20 µm thick at a 2 times hardened layer on bonder with a belt speed of 10 m / min sheet 132 was 9.8 mm. The adhesion of this layer with and without a grid cut, chemical resistance (DIN 68 860 B), smoothness and Grindability was very good.

Beispiel 2Example 2 Polyurethandispersion a2)Polyurethane dispersion a 2 )

200 Gew.-Teile eines Polyesters aus Adipinsäure, Isophthalsäure (Molverhältnis 1 : 1) und 1,6-Hexandiol (OHZ 112), 80 Gew.-Teile 1,4-Butandiol, 60 Gew.-Teile Bisphenol-A-diglycidetheracrylat, 54 Gew.-Teile Dimethylolpropionsäure, 0,1 Gew.-Teile p-Methoxyphenol und 100 Gew.-Teile N-Methylpyrrolidon wurden bei 70°C im Vakuum entwässert und mit 411 Gew.-Teilen Isophorondiisocyanat bei 90°C bis zu einem NCO-Gehalt von 2,34 Gew.-% umgesetzt. Nach Verdünnen mit 800 Gew.-Teilen Aceton wurden 28 Gew.-Teile Dimethylethanolamin zugesetzt und die Lösung innerhalb von 10 min in 1000 Gew.-Teilen Wasser dispergiert. Nach 5 min wurden 21 Gew.-Teile Isophorondiamin und 9 Gew.-teile Diethylentriamin in 40 Gew.-Teile Wasser zugegeben. Aceton wurde abdestilliert. Das Polyurethan war in Dimethylformamid unlöslich.200 parts by weight of a polyester made from adipic acid, isophthalic acid (Molar ratio 1: 1) and 1,6-hexanediol (OHZ 112), 80 parts by weight 1,4-butanediol, 60 parts by weight of bisphenol A diglycidyl ether acrylate, 54 parts by weight of dimethylolpropionic acid, 0.1 part by weight of p-methoxyphenol and 100 parts by weight of N-methylpyrrolidone were dewatered at 70 ° C. in vacuo and with 411 parts by weight of isophorone diisocyanate at 90 ° C up to one NCO content of 2.34 wt .-% implemented. After dilution with 800 parts by weight Acetone was added 28 parts by weight of dimethylethanolamine and the solution dispersed in 1000 parts by weight of water within 10 min. After 5 min 21 parts by weight of isophoronediamine and 9 parts by weight of diethylene triamine were added 40 parts by weight of water were added. Acetone was distilled off. The Polyurethane was insoluble in dimethylformamide.

Analog Beispiel 1 wurden aus a2 und b) eine Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 30 Gew.-% hergestellt, wobei das Gewichtsverhältnis des Polyurethans zum Präpolymeren 70 : 30 betrug.Analogously to Example 1, a 2 and b) were prepared from a dispersion with a solids content of 30% by weight, the weight ratio of the polyurethane to the prepolymer being 70:30.

Die Fingernagelkratzfestigkeit wurde bei 45 m/min erreicht. Die Pendel­ dämpfung betrug 105 s, die Erichsentiefung über 10 mm. Haftung, Chemika­ lienbeständigkeit und Glätte waren sehr gut.The fingernail scratch resistance was achieved at 45 m / min. The pendulum damping was 105 s, the Erichsen depth over 10 mm. Liability, chemicals Line resistance and smoothness were very good.

VergleichsbeispielComparative example

Der Feststoffgehalt der Präpolymerdispersion b) wurde auf 30 Gew.-% ein­ gestellt. Die Fingernagelkratzfestigkeit wurde bei 10 m/min erreicht. Der Pendeldämpfungswert betrug 130 s und die Erichsentiefung nur 3 mm. Die Chemikalienbeständigkeiten waren sehr gut, allerdings war die Haftung nur befriedigend.The solids content of the prepolymer dispersion b) was 30% by weight posed. The fingernail scratch resistance was achieved at 10 m / min. The pendulum damping value was 130 s and the Erichsen depression was only 3 mm. The Chemical resistance was very good, however liability was only satisfying.

Claims (4)

1. Strahlungshärtbare, wäßrige Bindemitteldispersionen, enthaltend
  • A) 5 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (A), (B) und (C), eines in Wasser dispergierten Polyurethans, welches einen K-Wert größer 40 (gemessen in Dimethylformamid) hat oder in Dimethylformamid nicht löslich ist und einen Gehalt an polymeri­ sierbaren ethylenisch ungesättigten Gruppen von maximal 0,2 mol pro 100 g Polyurethan aufweist, und
  • B) 5 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (A), (B) und (C), eines in Wasser dispergierten Präpolymeren oder Präpolymerengemischs mit einem Gehalt von 0,1 bis 1,0 mol polymerisierbarer ethylenisch ungesättigter Gruppen pro 100 g Präpolymer oder Präpolymerengemisch und einem Molekulargewicht von 300 bis 10 000, wobei der K-Wert (gemessen in Dimethylformamid) kleiner 40 ist, und
  • C) 0 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (A), (B) und (C), eines Schutzkolloids.
1. Containing radiation-curable, aqueous binder dispersions
  • A) 5 to 95% by weight, based on the total amount of components (A), (B) and (C), of a polyurethane dispersed in water which has a K value greater than 40 (measured in dimethylformamide) or in dimethylformamide is not soluble and has a polymerizable ethylenically unsaturated group content of at most 0.2 mol per 100 g of polyurethane, and
  • B) 5 to 95% by weight, based on the total amount of components (A), (B) and (C), of a prepolymer or prepolymer mixture dispersed in water with a content of 0.1 to 1.0 mol of polymerizable ethylenically unsaturated Groups per 100 g of prepolymer or prepolymer mixture and a molecular weight of 300 to 10,000, the K value (measured in dimethylformamide) being less than 40, and
  • C) 0 to 30% by weight, based on the total amount of components (A), (B) and (C), of a protective colloid.
2. Verfahren zur Herstellung von Bindemitteldispersionen gemäß An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Dispersion eines selbstdispergierbaren Polyurethans (A) mit der wäßrigen Dispersion eines Präpolymeren (B), welches mit Hilfe eines Schutzkolloids dispergiert vorliegt, gemischt wird.2. Process for the preparation of binder dispersions according to An claim 1, characterized in that an aqueous dispersion of a self-dispersible polyurethane (A) with the aqueous dispersion of a prepolymer (B), which with the help of a protective colloid is dispersed, is mixed. 3. Verwendung von wäßrigen Bindemitteldispersionen gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von Beschichtungen, die durch Bestrahlen mit energie­ reicher Strahlung gehärtet werden.3. Use of aqueous binder dispersions according to claim 1 for Manufacture of coatings by exposure to energy rich radiation can be cured. 4. Beschichtete Substrate, erhältlich unter Verwendung einer Bindemittel­ dispersion gemäß Anspruch 1.4. Coated substrates available using a binder dispersion according to claim 1.
DE19904031732 1990-10-06 1990-10-06 RADIATION-RESISTABLE, AQUEOUS BINDER DISPERSIONS Withdrawn DE4031732A1 (en)

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